含不同价态的多组份体系萃取平衡算法研究

基于萃取平衡计算的计算机模拟是研究稀土分离工艺的重要手段,在实践中获得了成功应用。在实际稀土萃取分离过程中,除三价稀土离子外还存在着不同价态的其他离子,如Na+,Ca2+,Mg2+,Eu2+,Fe3+,Al3+,Ce4+,Th4+等。研究不同价态离子共存条件下的萃取平衡计算方法,对于研究实际萃取分离体系中非稀土元素及变价稀土元素的行为具有重要意义。本文从酸性萃取剂体系中n价阳离子的萃取平衡关系出发,推导出萃取平衡计算的多元方程组,并将其简化为一元方程后给出了抛物线逼近的数值求解方法。通过对数据实例的计算表明,算法收敛快速稳定,适用于含不同价态多组份体系的萃取平衡计算。     

Schiff碱式双功能离子液体的制备与表征

分步合成法了Schiff碱式双反应中心的功能化离子液体: 首先通过1-丙胺基-3-甲基咪唑氯与FeCl₃合成含有-NH₂的Fe基离子液体; 然后通过1,3-二氨基-2-丙醇与3,5-二叔丁基水杨醛合成Schiff碱配体H₂L及其Co配合物CoL, 再通过4-氯丁酰氯的酰氯基与配合物CoL的-OH反应生成含有-CH₂Cl的配合物CH₂Cl-CoL; 最后通过Fe基离子液体的-NH₂与配合物CH₂Cl-CoL的-CH₂Cl之间的键合反应合成Schiff碱式双功能离子液体. 通过有机元素分析、 红外光谱、 紫外-可见光谱、 核磁共振波谱、 电喷雾电离质谱、 电感耦合等离子体-质谱和拉曼光谱对各化合物进行了结构表征, 确定Schiff碱式双功能离子液体的阳离子为Schiff碱Co络合阳离子, 阴离子为Fe的络合阴离子.     

络合剂在溶剂萃取法中分离稀土的研究现状及展望

高纯度单一稀土产品的生产是保障其在不同领域应用的前提,溶剂萃取法作为分离纯化稀土最主要的方法,由于具有分离系数高、饱和容量大、工艺流程简单、能够连续生产等优点,被广泛应用于工业生产中。但是,原始工艺中产生大量的氨氮废水对环境影响巨大,与绿色低碳生产理念相违背,急需绿色高效新萃取体系的开发。络合体系作为一种更加绿色高效的萃取体系,越来越引起关注。文章详细综述了不同络合剂在溶剂萃取法分离纯化稀土中的应用,根据萃取分离效果以及回收循环利用现状分析不同络合体系存在的优势和弊端。在此基础上,展望了络合体系分离稀土未来研究发展方向,为更加绿色高效分离稀土提供借鉴。     

双功能离子液体[A336][P507]在盐酸和硝酸介质中对Sc(Ⅲ)的萃取

利用双功能离子液体萃取剂三辛基甲基氯化铵2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯盐([A336][P507])在HCl和HNO₃介质中对Sc(Ⅲ)的萃取和分离。 研究表明,萃取剂在低酸度条件下,对Sc(Ⅲ)有较好的萃取能力;但是当水相酸度从0.5 mol/L增加到4 mol/L,Sc(Ⅲ)的萃取率有较大程度的下降。 并且讨论了在HCl介质和HNO₃介质中,[A336][P507]萃取Sc(Ⅲ)的机理,由于Sc(Ⅲ)的半径最小,而且在萃取过程中存在P=O与P-O的竞争作用,使得其萃合物结构与轻稀土不同。 水相中加入盐析剂NaCl或NaNO₃对Sc(Ⅲ)的萃取有一定的促进作用;萃取过程的热力学参数的结果表明,萃取反应是放热反应。 还研究了混合稀土中Sc(Ⅲ)和其它稀土离子的分离,在较低酸度的条件下萃取剂[A336][P507]对其它稀土离子的萃取可以忽略不计,因此该萃取体系对Sc(Ⅲ)和其它稀土离子有较好的分离效果,显示了本研究潜在的应用价值。     

硝酸体系中双功能离子液体萃取剂[A336][CA-12]/[A336][CA-100]萃取稀土的机理研究

研究了双功能离子液体萃取剂[A336][CA-12]/[A336][CA-100]在HNO3体系中对稀土的萃取性能.通过与有机羧酸类萃取剂CA- 12/CA- 100及中性有机膦(磷)类萃取剂TBP和P350的比较得知,在相同条件下,萃取能力按如下顺序降低:[A336] [CA- 12]/[A336] [CA- 100...     

引入阻断剂的硫酸稀土皂化萃取工艺研究

硫酸稀土溶液是稀土分离过程中的重要中间产品,皂化剂引入的Na+,NH4+等离子易导致硫酸稀土复盐沉淀,制约了皂化萃取剂在硫酸体系中萃取稀土元素的工业应用。提出了一个在硫酸体系中引入阻断剂实现皂化萃取稀土的工艺设想,并给出了阻断剂的选取方法。利用萃取分离过程中一价阳离子、阻断剂离子和稀土离子按萃取顺序在槽体中形成的自然分布,隔断一价阳离子与稀土离子的接触,从而避免了难溶硫酸稀土复盐的生成,为工业实现硫酸体系皂化萃取稀土提供了可能。     

阳离子表面活性剂Aliquat 336对水中双酚A的浊点萃取及作用机制

研究了阳离子表面活性剂Aliquat 336(三辛基甲基氯化铵)浊点萃取水中双酚A(BPA)后以高效液相色谱测定的方法.探讨了Aliquat 336与Na_2SO_4/NaCl用量、pH值、萃取时间等因素对萃取效果的影响,经条件实验选定各因素水平如下:0.8 g/L Aliquat 336,4.0 g/L Na_2SO_4,超声萃取15 min,pH和对萃取影响不大,故不予调节.结果表明: 在此选定条件下,本方法富集效率高(BPA在胶束相-水相分配系数达10~4),萃取效率稳定(相对标准偏差均小于10%),其对BPA在不同水质、不同加标浓度下的回收率均大于90%,去离子水中检出限为0.34 μg/L.本方法操作简单、方便、成本低,易于推广.同时以胶束粒径与Zeta电位分析等确证盐含量对阳离子表面活性剂胶束形成的决定性作用,并结合影响因子分析,推测Aliquat 336浊点萃取过程中BPA可能存在静电作用、阳离子-π键等疏水分配以外的作用机制.     

离子液体在乙烯/乙烷和乙烯/乙炔分离中的应用

乙烯,作为石油化工行业的龙头原料,其高效回收分离具有重要的战略意义。离子液体作为一种结构可调控的新型绿色溶剂,在乙烯的回收分离中展现出巨大的应用前景。本文总结了近年来离子液体在乙烯/乙烷和乙烯/乙炔分离方面的研究进展,从溶剂吸收、膜吸收和与多孔材料相结合的吸附分离法等角度展开,系统地阐述了常规离子液体、功能化离子液体、聚离子液体等纯组分体系及多组分体系在不同分离方法中的研究现状,展望了离子液体在乙烯回收分离方面的应用前景和发展趋势。     

离子液体萃淋树脂及其在稀土分离和纯化中的应用

总结了作者及其团队近10年来在离子液体萃淋树脂的制备方法及其在稀土分离中的应用研究进展。离子液体萃淋树脂是一种新型的高效固体分离材料,其制备方法有物理负载法、化学负载法、溶解凝胶法和膜负载法等,所用载体一般为高比表面多孔的高分子树脂、SiO_2等。离子液体萃淋树脂具有离子液体的可设计性,可根据不同的结构需求设计合成出不同性能的离子液体萃淋树脂,同时可以减少萃取剂的流失,适用于高效和高选择性的分离和纯化稀土离子,是溶剂萃取法萃取分离稀土的有效补充和完善。     

室温离子液体在分离科学研究中的新进展

室温离子液体作为一种重要的绿色溶剂,由于在金属离子、小分子有机物的萃取分离,气体吸附分离以及作为液相和气相色谱固定相等许多分离过程中体现出高分离效率和高选择性的特点,正在成为分离科学研究的前沿领域.着重总结了从2003—2006年的室温离子液体在分离科学领域中的新进展,并对其应用领域和发展前景做了展望.提出进一步加强离子液体的功能化和固定化技术及其在分离科学中的应用基础研究,探索离子液体有效的回收和再循环利用的新方法,是离子液体今后在分离科学研究中的一系列重要内容.     

硫酸铵-溴化钾铵-正丙醇体系萃取分离和富集锗的研究

研究了硫酸铵-溴化钾铵-正丙醇体系萃取分离和富集锗的行为及与一些金属离子分离的条件.硫酸铵能使正丙醇的水溶液分成两相,在分相过程中,Ge4+与KBr生成(GeBr62-),并与质子化正丙醇(C3H7OH2+)形成缔合物[GeBr62-][C3H7OH2+]2,此缔合物能被正丙醇相完全萃取.当正丙醇、KBr和硫酸铵的浓度分别为30％(V/V)、7.0×10-3mol/L、0.20g/mL时,(GeBr62-)的萃取率达到97.7％以上,而Ni2,Pb2,Cr3+,Co2,Fe3+,Al3+,Mg2+,Ag+,Bi3+,CH2,W(Ⅵ)和V(Ⅴ)基本不被萃取,实现了Ge4+与上述金属离子的分离.     

稀土分离纯化技术研究现状

随着科学技术不断进步,在工业应用中对单一稀土纯度的要求越来越高,高效分离纯化稀土元素是充分利用稀土资源的保障。由于绿色环保意识和要求的增强,对稀土分离纯化工艺技术提出了新的挑战。在几十年生产应用中,分离纯化稀土元素的技术方法不断完善改进,文章综述了分级结晶和沉淀法、化学气相传输法、离子交换法、萃取树脂色层法、溶剂萃取法、液膜法和氧化还原法在稀土分离纯化中的应用现状,并对比分析了不同方法存在的优势和弊端。在此基础上,阐述了溶剂萃取法中中性萃取剂、酸性萃取剂、胺类萃取剂和离子液体萃取剂的发展应用现状,同时探讨了络合剂和协同体系对分离稀土性能的影响。并展望了未来稀土分离纯化技术研究的发展方向,为更加绿化高效开发利用稀土资源提供借鉴。     

功能性离子液体在金属萃取分离中的研究进展

近年来,离子液体在金属萃取领域的研究受到广泛关注,主要集中在两个方面,一是疏水性离子液体作为“绿色”溶剂用于金属离子萃取;二是带有官能团的功能性离子液体作为萃取剂用于金属离子萃取,其中,后者是目前研究的热点。 本文主要对近年来功能性离子液体萃取分离放射性金属、重金属和稀土金属等研究进行综述,并对其未来发展进行了展望。     

双齿有机磷功能化离子液体的合成及萃取钕性能研究

设计合成了双齿有机膦功能化离子液体(PFIL):1,3-双-[3-(二苯基膦酰基)丙基]咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐([BPh2P(O)C3Im][NTf2]),其结构经FT-IR,31P NMR,1H NMR,13C NMR和HRMS确认。研究了双齿离子液体和单齿离子液体1-丙基-3-(3-二苯基膦酰基)丙基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐([C3Ph2P(O)C3Im][NTf2])对钕的萃取行为。考察了萃取时间、初始水相p H值、离子液体浓度、盐析效应等因素对萃取过程的影响。结果表明:萃取过程很快达到平衡;在弱酸性下萃取效果最好;萃取效率随着离子液体的浓度增大而增大;双齿功能化离子液体的萃取效率明显优于单齿离子液体;PFIL离子液体萃取稀土可能是中性络合机制。     

柱前螯合反应-高效液相色谱法测定超痕量Fe(Ⅱ),Co(Ⅱ),Fe(Ⅲ)

以吡啶偶氮类螯合剂为配体同时测定多种金属离子的高效液相色谱法研究虽有报道^[1～3],但还未见应用4-(5-氯-2-吡啶偶氮)-1,3-二胺基苯(5-Cl-PADAB)为配体与重金属螯合并进行高效液相色谱分离的文献。本文试图用反相分离方式研究Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)与5-Cl-PADAB螯合物的色谱保留行为并拟建立分离检测方法。研究结果表明,此方法能同时测定Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅲ),3种离子的检出限分别为4×10^-11、4×10^-11和2×10^-11g。该方法可用于矿样和天然水样分析,尤适于Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的价态分析。     

铜、钴、镍同时分离工艺的研究

稀土体系三种元素同时分离的工艺最近已有发表,但非稀土方面的工作尚未见报导.对Cu、Co、Ni三种元素,通常是将Cu、Co作为一个组份与Ni分离.本工作对组成为Cu:Co:Ni=1:1:1的水相合成料液设计了两种工艺,进行了串级实验,实现了该三种元素的同时分离, 串级实验以HEH(EHP)作萃取剂,煤油为稀释剂,其它试剂均用分析纯.     

一步法构筑离子液体功能化MOF材料用于常压催化CO2环加成反应

采用原位组装法将羧基离子液体1-丙酸-3-甲基咪唑氯（CFIL）一步固载到一种金属有机框架（MOF）材料NH₂-MIL-101上,制备了具有多重活性位点的非均相催化剂NH₂-FMOF-CFIL,对其在CO₂和环氧氯丙烷的（ECH）环加成反应中的催化性能进行了研究。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和元素分析结果证实离子液体CFIL引入到MOF材料中,粉末X射线衍射（PXRD）、扫描电子显微镜（SEM）和N₂吸脱附结果表明离子液体的引入不会破坏NH₂-MIL-101的MOF晶体结构或堵塞孔道,但能诱导产生介孔。催化反应表征结果显示,离子液体CFIL结构中咪唑N作为Lewis碱性位点活化CO₂,Cl^-作为亲核试剂促进环氧氯丙烷开环,并与MOF材料NH₂-MIL-101上的Cr³⁺和氨基产生协同作用,诱导在温和条件（0.1 MPa CO₂、25–70℃、无溶剂和助剂）下,高效催...     

酸性媒介深黄GG稀土染料的制备、表征及染色性能

制备并提纯了酸性媒介深黄GG稀土(La, Nd, Y)染料, 稀土及元素分析测得其稀土与酸性媒介深黄GG染料物质的量的比为1∶2, 红外光谱、紫外-可见光谱分析表明, 在酸性媒介深黄GG稀土染料的结构中, 稀土离子(La3+, Nd3+, Y3+)与配体染料分子中的羧基、羟基产生配位作用, 并与磺酸基作用;所有样品的羊毛布料染色实验及其各项牢度测试结果表明 酸性媒介深黄GG稀土染料羊毛染色比相应配体酸性媒介深黄GG染料和相应的铬络合染料染色颜色鲜艳, 酸性媒介深黄GG稀土染料的多项羊毛染色牢度比相应的配体酸性媒介深黄GG染料好, 但比相应的铬络合染料差.     

401螯合树脂富集-原子吸收法测定海盐中微量重金属元素

海盐中微量重金属元素的测定,由于其主要成分氯化钠的影响,原子吸收法不能直接测定,通常必须进行预先分离和富集。目前一般采用APDC-MIBK或DDTC-MIBK体系萃取-原子吸收光谱法。近年来螯合树脂是分离碱金属、富集重金属元素有效手段之一,广泛用于测定海水中重金属离子。本文采用401螯合树脂富集-原子吸收法测定海盐中Cu、Zn、Co、Mn和Fe。     

酸性媒介红稀土染料的制备、表征及其羊毛染色性能

制备并提纯了酸性媒介红稀土(La, Nd, Y, Er)染料, 稀土及元素分析测得其稀土与配体酸性媒介红染料物质的量的比为1∶1; 红外光谱、紫外-可见光谱分析表明, 在酸性媒介红稀土染料的结构中, 稀土离子(La3+, Nd3+, Y3+)与配体染料分子中的羧基、羟基产生配位作用, 其中Y3+同时还与偶氮基(-N=N-)作用,在3个稀土染料中稀土离子与染料分子中的磺酸基(-SO3-)也产生作用; 所有样品的羊毛布料染色实验及其各项牢度测试结果表明 酸性媒介红稀土染料羊毛染色比相应配体酸性媒介红染料色光纯正, La, Nd染料染色增深, Y, Er染料染色增艳, 但均比铬金属络合染料颜色鲜艳, 钇染料的各项羊毛染色牢度比配体染料好, 与Cr金属络合染料相当, 具有实用价值.